| 摘要：荧光体是对装白光 LED的主要材料之一，它对白光LED的性能 产生概大影响 ，因此，LED的制 造过程，必须根据制品使用场合，合理选用荧光体
1、 引言
半导体照明，是 21世纪最具发展前景的高新技术领域。有可能成为替代白炽灯，荧光灯的新型固态光源。具有低电压，低电耗、长寿命、高可靠性，易维护等优点的白光LED。
被誉为第四代照明光源，而备受关注，在现行的白光 LED封装技术中。荧光体是一个关键部分，对于现在广泛采用的GAN基蓝光LED加YAG荧光粉产生白光的白光LED而言，黄色的YAG荧光粉在中央蓝色芯片发出的蓝光激光下，产生的黄光与蓝光混色形成的白光。因此，荧光体的性能及含量 特影响 白光LED的整体出光效果，实验证明，决定LED的性能除了芯片本身的质量等因素外，荧光饰的选择也是一个重要因素。不同厂家提供的荧光 体由于 制作工艺等其他原因，在性能上存在差异。LED封装过程必须根据不同的使用场合来选择不同的荧光体，才能确保产品量大限度的满足使用要求，本文分析了三种不同的荧光体对白光LED性能的影响，得到的结果对白光LED的 的 制造厂家提供了重要依据。
2、 实验
改变 YAG荧光体含量可以调整LED的色调。当YAG荧光体浓度较低时，蓝色穿透光的比率较多，整体就会呈蓝色基调白光，相对的如果YAG荧光体浓度较高时，黄色转换光的比率较多，整体呈黄色基调白光。对于白光LED的生产厂家而言，他们在生产中往往会选用几种荧光粉，而不同生产厂家提供荧光粉由于制作工艺等原因，其性能存在差别，为了分析不同荧光体对LED性能的影响，我们做了如下实验：
选取 A、B、C三种不同荧光体，芯片采用台湾 灿元生产 的蓝光LED，其峰值 长范围 为450-465nm，发光强度为30-40mcd采用相同含量的荧光粉及涂覆工艺,分别封装成三组，￠ 5透明型LED,其中A代表台湾荧光粉,B代表欧洲荧光粉,C代表国内荧光粉.
封装好的三组 LED,选取合格的各组LED16颗,利用仪器测量其光电参数和各种荧光粉的激发效果,其中If为20Ma。
常温通电实验：
实践证明：荧光体的性能不仅影响光输出效率，而且影响光输出的稳定性，为此，有必要了解荧光体的各种老化特性。我们采用的常温通电实验方法，来评价制品的光输出的稳定性。
试验条件是：温度： 25℃，电流：20mA/只，时间：24小时，试验数据见表2所示。
3、结果和分析。
4、三组白光LED光电特性比较，
表 1各组白光LED光电测试结果
A |
|
B |
|
C |
No. φ Vr Tc |
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φ Vr Tc |
|
φ Vr Tc |
( x,y ) |
|
( x,y ) |
|
( x,y ) |
(Lm) (V) (k) |
|
(Lm) (V) (k) |
|
(Lm) (V) (k) |
1. 0.889 3.02 (0.367,0.347) 4538 |
|
0.954 3.05 (0.278,0.261) 12873 |
|
0.852 3.08 (0.261,0.248) 22110 |
2. 0.920 3.06 (0.350,0.403) 5039 |
|
0.879 3.03 (0.268,0.248) 19107 |
|
0.906 3.03 (0.264,0.264) 15840 |
3. 0.888 3.01 (0.353,0.416) 4900 |
|
0.945 3.03 (0.279,0.266) 12237 |
|
0.854 3.04 (0.256,0.244) 23792 |
4 0.974 3.03 (0.356,0.418) 4734 |
|
0.894 3.03 (0.277,0.274) 18020 |
|
0.928 3.03 (0.265,0.265) 15207 |
5 0.995 3.03 (0.346,0.402) 5107 |
|
0.889 3.03 (0.269,0.253) 21001 |
|
0.884 3.04 (0.253,0.246) 25000 |
6 0.938 3.06 (0.362,0.421) 4658 |
|
0.364 3.07 (0.270,0.252) 16730 |
|
0.900 3.02 (0.263,0.251) 19820 |
7 0.882 3.08 (0.358,0.423) 4772 |
|
0.910 3.02 (0.264,0.244) 15302 |
|
0.769 3.06 (0.251,0.238) 25000 |
8 0.920 3.04 (0.359,0.426) 4748 |
|
0.927 3.04 (0.280,0.267) 11575 |
|
0.830 3.02 (0.254,0.243) 24236 |
9 0.654 3.02 (0.367,0.435) 4540 |
|
0.919 3.02 (0.274,0.257) 14480 |
|
0.868 3.03 (0.262,0.257) 18088 |
10 0.962 3.03 (0.343,0.397) 5197 |
|
0.843 3.07 (0.269,0.241) 21301 |
|
0.830 3.03 (0.258,0.244) 24222 |
11 0.983 3.02 (0.352,0.409) 4915 |
|
0.762 3.03 (0.259,0.237) 23416 |
|
0.928 3.03 (0.264,0.266) 15144 |
12 0.853 3.09 (0.352,0.407) 4914 |
|
1.044 3.03 (0.278,0.265) 12392 |
|
0.887 3.02 (0.264,0.258) 17198 |
13 0.946 3.07 (0.343,0.400) 5179 |
|
0.890 3.03 (0.280,0.274) 10894 |
|
0.812 3.03 (0.248,0.242) 25000 |
14 0.930 3.03 (0.343,0.396) 5189 |
|
0.880 3.05 (0.271,0.244) 19204 |
|
0.874 3.03 (0.256,0.254) 21777 |
15 0.948 3.03 (0.342,0.359) 5172 |
|
0.849 3.09 (0.272,0.256) 15376 |
|
0.761 3.07 (0.248,0.242) 25000 |
16 0.860 3.09 (0.369,0.437) 4471 |
|
0.965 3.03 (0.268,0.249) 18778 |
|
0.837 3.07 (0.260,0.249) 22447 |
平均 0.928 3.04 (0.354,0.408) 4880 |
|
0.900 3.04 (0.272,0.254) 16418 |
|
0.858 3.04 (0.258,0.251) 21243 |
表 1 中 , φ代表其光通量 ,V F 是 LED 两端的电压 ,( x,y ) 为其色度坐标 , Tc 为 LED 的色温 , 由表 1 的数量可知 , 不同荧光体的激发效率不同 ,A 种荧光粉的激发效率最大 ,B 次之 ,C 最小 , 与之相应的色温 ,A 色温较低 , 颜色白中偏黄 ,B 色温较高 , 接近白色 ,C 色温最大 , 颜色 白中偏蓝 。
对于同种荧光粉，流明效率随着 YAG 的含量的改变而改变。在实验中，相同含量的荧光粉流明效率如图 1 所示。对于 A 、 B 、 C 三种荧光体， 欲取得 相同的流明效果， C 含量应多于 B 和 C ，从提高光输出效率和节省荧光粉用量的角度考虑， A 种荧光体是最理想的选。
3.2 三 组白光 LED 的老化特性测量。
表 2 各组白光 LED 常温通电实验。
A |
|
B |
|
C |
No. 实验前 实验后 比值 |
|
实验前 实验后 比值 |
|
实验前 实验后 比值 |
(Lm) (Lm) (%) |
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(Lm) (Lm) (%) |
|
(Lm) (Lm) (%) |
由表 2 数据可见 , 三组 LED 样品实验后的亮度有所升高 ,( 由于试验前后测试仪器重新校正引起的 ), 其中 C 种荧光体升高最大 , 为 2%, 其次为 B 种 , 最小的为 A 种荧光体 , 电压均无较大变化。
老化实验后，荧光 体平均 衰减最大的是 A 种荧光粉，其次为 B ，最小为 C ，因此 C 种荧光体的老化特性要优于 A 和 B 种。
4 ．结 论
荧光体的性能对 LED 的可靠性，光 输出效出效果 有着重要影响， 必须跟据不同 的场合来选择合适的荧光体， A 种荧光体的光激发效率大，在获得同样的光通量条件下， A 的用量将小于 B 和 C ，节省了用量，而 C 种荧光体的衰减小于 A 和 B ，它在老化特性上优于另外两种荧光体。
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